JP2007529740A - Nanowire assisted laser desorption / ionization mass spectrometry - Google Patents
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Abstract
本発明は試料のナノワイヤ支援質量分析方法に関する。さらに詳しくは、試料を固定し、照射される試料にレーザーエネルギーを効果的に伝達しながら試料の脱離／イオン化を行うことができるナノワイヤを用いることにより、それによって、マトリクス溶液なしで試料の質量分析を行うことを可能にする。本発明は、上記のナノワイヤを使用して効果的に試料の脱離／イオン化を行うことにより、低分子量の試料と同様に、試料の定性的、定量的、及び微量分析を効果的に行うことを可能にする。さらに、本発明はＭＡＬＤＩ−Ｔｏｆ ＭＳで用いられる典型的な質量分析計にも可能である。特に、本発明は、１０００Ｄａより小さい分子量の試料の質量分析を行うことができ、所定の領域に試料を固定すて定量的に分析を行うことができる。 The present invention relates to a nanowire-assisted mass spectrometry method for a sample. More specifically, by using nanowires that can immobilize the sample and desorb / ionize the sample while effectively transmitting laser energy to the irradiated sample, thereby eliminating the mass of the sample without the matrix solution Allows analysis to be performed. The present invention effectively performs qualitative, quantitative, and microanalysis of a sample as well as a low molecular weight sample by effectively desorbing / ionizing the sample using the nanowire. Enable. Furthermore, the present invention is also possible for a typical mass spectrometer used in MALDI-Tof MS. In particular, the present invention can perform mass analysis of a sample having a molecular weight of less than 1000 Da, and can perform quantitative analysis by fixing the sample in a predetermined region.
Description
本発明は試料のナノワイヤ（ｎａｎｏｗｉｒｅ）支援質量分析方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、ナノワイヤを用いることにより、試料を固定し、照射される試料にレーザーエネルギーを効果的に伝達しながら試料の脱離／イオン化を行うことができ、それによって、マトリクス溶液なしで試料の質量分析を行う。 The present invention relates to a nanowire assisted mass spectrometry method for a sample. More specifically, the present invention can fix a sample by using nanowires, and can perform desorption / ionization of the sample while effectively transmitting laser energy to the irradiated sample. Perform mass analysis of the sample without.
質量分析計は化合物の質量を測定する分析機器である。それは、一般的に、荷電させて化合物をイオン化することにより、質量対電荷（mass-to-charge；m／z）の値を測定することによって化合物の分子量を決定する。電子ビームを用いた電子イオン化、高速の原子の衝突、レーザーを用いた方法、及び試料を電場の中にスプレーする方法など、化合物をイオン化するためのたくさんの方法がある。 A mass spectrometer is an analytical instrument that measures the mass of a compound. It generally determines the molecular weight of a compound by measuring the value of mass-to-charge (m / z) by charging and ionizing the compound. There are many methods for ionizing compounds, such as electron ionization using an electron beam, fast atom bombardment, laser methods, and spraying a sample into an electric field.
タンパク質や核酸などの極めて大きな質量を有する生物化学的物質に対して、レーザーを用いるＭＡＬＤＩ−Ｔｏｆ質量分析（マトリクス支援レーザー脱離／イオン化飛行時間質量分析；以降ＭＡＬＤＩとする）が使用され、最近この種の様々な分析機器が開発され、現時点で購入することができきる。これらの機器は、分析しようとする物質へのエネルギーの伝達を支援するだけでなく、物質のイオン化を促進するマトリクスを用いることにより、分子量３００ｋＤａ以上のポリマーの分子量を測定できる。さらに、それらの相対的に高い感度に起因して、フェムトモルレベルでの試料の分析が可能であり、イオン化工程における化合物の破損を大きく減少して混合物の分析を可能にするための助けともなる。 Laser-based MALDI-Tof mass spectrometry (matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry; hereinafter referred to as MALDI) has been used for biochemical substances having extremely large masses such as proteins and nucleic acids. A variety of analytical instruments have been developed and can be purchased at this time. These instruments can measure the molecular weight of polymers having a molecular weight of 300 kDa or more by using a matrix that promotes ionization of the substance as well as assisting in transferring energy to the substance to be analyzed. Furthermore, due to their relatively high sensitivity, analysis of samples at femtomolar levels is possible, helping to analyze mixtures with greatly reduced compound breakage in the ionization process. .
ＭＡＬＤＩ支援質量分析のために、試料は下記のように準備される。 For MALDI assisted mass spectrometry, samples are prepared as follows.
（１）少量のマトリクス溶液を金属プレートからなるターゲット板上に加え、乾燥させ、それから、分析しようとする試料溶液をさらにその上に加えて乾燥させる。あるいは、
マトリクス物質を試料溶液に混合した後、ターゲットプレートに置き、結晶化させる。
(1) A small amount of matrix solution is added onto a target plate made of a metal plate and dried, and then a sample solution to be analyzed is further added thereon and dried. Or
After mixing the matrix material with the sample solution, it is placed on the target plate and crystallized.
（２）マトリクスと結晶化した試料の領域にレーザーを照射し、マトリクスに支援されて試料が離脱／イオン化する。 (2) Laser irradiation is performed on the matrix and the crystallized sample region, and the sample is detached / ionized with the help of the matrix.
典型的な質量分析計は、イオン化した試料が電位の差異によりセンサー側に移動するように、試料が位置したターゲットプレートと質量分析用センサーの間に電場を印加する構造を有する。試料の電荷量が既知である場合、試料がセンサーに到着するのに要した時間などの変数を基にして試料の質量を分析することができる。 A typical mass spectrometer has a structure in which an electric field is applied between a target plate on which a sample is located and a sensor for mass spectrometry so that the ionized sample moves to the sensor side due to a potential difference. If the charge amount of the sample is known, the sample mass can be analyzed based on variables such as the time taken for the sample to reach the sensor.
上記のＭＡＬＤＩ法は質量分析に大変有用であるが、試料の性質によってイオン化に適合したマトリクス物質を選択することがまた必要である。マトリクス物質の例は、ニコチン酸、桂皮酸、２，５−ジヒドロキシ安息香酸などである。これらのマトリクス物質は照射するエネルギーを吸収することでプロトンを発生させ、それを試料に結合させ、それによって試料のイオン化を促進することが知られている。しかし、正確なイオン化メカニズムはまだ解明されておらず、従って与えられた試料に適合したマトリクス物質を選定することは手腕を問われるところである。 Although the above MALDI method is very useful for mass spectrometry, it is also necessary to select a matrix material suitable for ionization depending on the properties of the sample. Examples of matrix materials are nicotinic acid, cinnamic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid and the like. These matrix materials are known to absorb proton energy to generate protons and bind them to the sample, thereby promoting ionization of the sample. However, the exact ionization mechanism has not yet been elucidated, so selecting a matrix material suitable for a given sample is a challenge.
さらに、ＭＡＬＤＩは、レーザーにより活性化されたマトリクスにより試料がイオン化される過程で、低分子量マトリクスとマトリクス分解性生物が質量分析スペクトル上に示されるため、その使用は１０００Ｄａより大きな分子量を有する物質に大きく制限されるという不利益を有する。 Furthermore, MALDI is a process in which a sample is ionized by a matrix activated by a laser, and a low molecular weight matrix and a matrix-degrading organism are shown on the mass spectrometry spectrum. It has the disadvantage of being greatly restricted.
また、マトリクスの選定によって分解生成物のイオン化が決定されるため、より適切なマトリクス物質の選定が必要となり、混合物の中の未知物質の分析を行うのは困難である（非特許文献１）。 In addition, since ionization of decomposition products is determined by selecting a matrix, it is necessary to select a more appropriate matrix substance, and it is difficult to analyze unknown substances in the mixture (Non-patent Document 1).
また、ＭＡＬＤＩ法は、試料の準備工程で得られた結晶化した試料の空間的分布が均一ではなく、従って、照射位置によってレーザーにより励起される試料の量が変化するという不利益を有する。従って、適切な定量分析のために、様々な位置を照射して得られた様々な結果が統計的に解釈される。ＭＡＬＤＩ法での定量分析に対して広く知られた方法は、分析しようとする化合物とほとんど同一構造を有する化合物に放射性同位元素でラベルした内部標準物質を一定の比率で混合してスペクトルを測定する方法が知られている（非特許文献２）。しかし、上記の方法でもＭＡＬＤＩ法では試料の正確な定量分析を行うことは困難である。 In addition, the MALDI method has a disadvantage that the spatial distribution of the crystallized sample obtained in the sample preparation step is not uniform, and therefore the amount of the sample excited by the laser varies depending on the irradiation position. Therefore, for proper quantitative analysis, various results obtained by illuminating various positions are statistically interpreted. A widely known method for quantitative analysis by the MALDI method is to measure a spectrum by mixing an internal standard substance labeled with a radioisotope with a compound having almost the same structure as the compound to be analyzed at a certain ratio. A method is known (Non-Patent Document 2). However, even in the above method, it is difficult to perform an accurate quantitative analysis of a sample by the MALDI method.
マトリクスを使用せずに試料の脱離／イオン化のエネルギー源としてレーザーを使用する質量分析法として、ＤＩＯＳ ＭＳ（Desorption Ionization on Silicon Mass Spectroscopy；以下ＤＩＯＳとする）が知られている。一般的に、ＤＩＯＳはマトリクスなしに多孔質シリコンをターゲットとして用いる試料の質量分析方法である。多孔質シリコンは電気エッチングにより形成され、多孔性と酸化の程度の調節によりＤＩＯＳが可能となる。ＤＩＯＳに使用される多孔質シリコンは、マトリクスと同様にレーザーエネルギーを吸収することで試料のイオン化を供すると考えられているが、試料の離脱／イオン化のための正確なエネルギー伝達経路はまだ知られていない。 As a mass spectrometry method using a laser as an energy source for desorption / ionization of a sample without using a matrix, DIOS MS (Desorption Ionization on Silicon Mass Spectroscopy; hereinafter referred to as DIOS) is known. In general, DIOS is a sample mass spectrometry method using porous silicon as a target without a matrix. Porous silicon is formed by electroetching, and DIOS becomes possible by adjusting the porosity and the degree of oxidation. Porous silicon used in DIOS is believed to provide ionization of the sample by absorbing laser energy in the same way as the matrix, but the exact energy transfer path for sample detachment / ionization is still unknown. Not.
ＤＩＯＳはマトリクスを使用しなくても、相対的に低い分子量の化合物と同様に、タンパク質、核酸などの高い分子量の物質の定量分析を行うことを可能にすると知られている（特許文献１、非特許文献３、非特許文献４）。
一方、ＤＩＯＳの場合、多孔質シリコン基板に試料溶液を注入する過程で、試料溶液が多孔質構造に浸透して結晶化し、このように、結晶のサイズを制限することを困難にしており、また、レーザー照射点に試料の結晶の中心を一致させることも難しい。このような理由により、１〜２回の試料測定を通した定量分析はほとんど不可能である。また、シリコンのみ適用可能であるため、様々な種類の試料に適合したエネルギー伝達媒体を選択することができない。また、レーザーエネルギーが２次元的にのみ伝達されるため、効果的な脱離／イオン化が困難となる。 On the other hand, in the case of DIOS, in the process of injecting the sample solution into the porous silicon substrate, the sample solution penetrates into the porous structure and crystallizes, thus making it difficult to limit the crystal size. It is also difficult to make the center of the crystal of the sample coincide with the laser irradiation point. For these reasons, quantitative analysis through one or two sample measurements is almost impossible. Further, since only silicon can be applied, it is not possible to select an energy transfer medium suitable for various types of samples. Further, since laser energy is transmitted only two-dimensionally, effective desorption / ionization becomes difficult.
従って、上述の問題を解決するために、本発明は、従来の多孔質シリコンに代わって用いられるナノワイヤが、試料を固定でき、効果的にレーザーエネルギーを照射される試料に伝達して、マトリクス溶液を用いることなく試料の質量分析を行うことを可能にする、ナノワイヤ支援レーザー脱離／イオン化質量分析の方法を提供する。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a matrix solution in which nanowires used in place of conventional porous silicon can fix a sample and effectively transmit laser energy to the sample to be irradiated. Provided is a method of nanowire-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry that enables mass spectrometry of a sample without using
（発明の詳細な説明）
以下、本説明を詳しく説明する。
(Detailed description of the invention)
Hereinafter, this description will be described in detail.
本発明の実施形態において、レーザーをエネルギー源として用いる脱離／イオン化による試料のナノワイヤ支援質量分析方法が提供され、
（ａ）電圧を印加することができる導電体または半導体の基板上の選択された領域に多数の微細なナノワイヤを成長させることによりナノワイヤスポットを形成する工程と、
（ｂ）分析しようとする物質を含む試料をナノワイヤスポットに配置し、乾燥により結晶化させる工程と、
（ｃ）基板に電圧を印加した状態で、減圧下で試料がナノワイヤに吸着及び結晶化したナノワイヤスポット上に同時にレーザーを照射して、ナノワイヤを通してエネルギーを試料に伝達して、イオン化された分析しようとする物質の質量分析を行う工程と
を有する。
In an embodiment of the present invention, there is provided a nanowire assisted mass spectrometry method for a sample by desorption / ionization using a laser as an energy source,
(A) forming nanowire spots by growing a number of fine nanowires in selected regions on a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied;
(B) placing a sample containing a substance to be analyzed in a nanowire spot and crystallizing by drying;
(C) With a voltage applied to the substrate, under the reduced pressure, simultaneously irradiate a laser onto the nanowire spot where the sample is adsorbed and crystallized on the nanowire, and transmit energy to the sample through the nanowire to analyze the ionized state. And a step of performing mass spectrometry of the substance.
本発明の他の実施形態において、レーザーをエネルギー源として用いる脱離／イオン化による試料のナノワイヤ支援質量分析方法が提供され、
（ａ）多数の微細なナノワイヤを含有するナノワイヤ懸濁液を形成する工程と、
（ｂ）電圧を印加することができる導電体または半導体の基板上の選択された領域に塗布されたナノワイヤ懸濁液を乾燥させてナノワイヤアイレット（islet）を形成する工程と、
（ｃ）分析しようとする物質を含む前記試料をナノワイヤスポットに配置し、それの乾燥により結晶化させる工程と、
（ｄ）前記基板に電圧を印加した状態で、減圧下で試料がナノワイヤに吸着及び結晶化した前ノワイヤスポット上に同時にレーザーを照射して、ナノワイヤを通してエネルギーを前記試料に伝達して、イオン化された分析しようとする物質の質量分析を行う工程と
を有する。
In another embodiment of the present invention, there is provided a nanowire assisted mass spectrometry method of a sample by desorption / ionization using a laser as an energy source,
(A) forming a nanowire suspension containing a number of fine nanowires;
(B) drying a nanowire suspension applied to selected areas on a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied to form a nanowire islet;
(C) placing the sample containing the substance to be analyzed in a nanowire spot and crystallizing it by drying;
(D) In a state where a voltage is applied to the substrate, a laser is simultaneously irradiated onto a pre-wire spot where the sample is adsorbed and crystallized on the nanowire under reduced pressure, and energy is transmitted to the sample through the nanowire to perform ionization. And performing a mass analysis of the analyzed substance to be analyzed.
本発明のさらに他の実施形態において、レーザーをエネルギー源として用いる脱離／イオン化による試料のナノワイヤ支援質量分析方法が提供され、
（ａ）多数の微細なナノワイヤと分析しようとする物質を含有する試料溶液を混合してナノワイヤ懸濁液を形成する工程と、
（ｂ）電圧を印加することができる導電体または半導体の基板上の選択された領域に塗布されたナノワイヤ懸濁液を乾燥させて、ナノワイヤと前記ナノワイヤに吸着及び結晶化した試料を有するナノワイヤアイレット（islet）を形成する工程と、
（ｃ）基板に電圧を印加した状態で、減圧下でナノワイヤスポット上に同時にレーザーを照射して、前記ナノワイヤを通してエネルギーを試料に伝達して、イオン化された分析しようとする物質の質量分析を行う工程と
を有する。
In yet another embodiment of the present invention, a nanowire assisted mass spectrometry method for a sample by desorption / ionization using a laser as an energy source is provided,
(A) mixing a number of fine nanowires with a sample solution containing a substance to be analyzed to form a nanowire suspension;
(B) A nanowire eyelet having a nanowire and a sample adsorbed and crystallized on the nanowire by drying a nanowire suspension applied to a selected region on a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied. Forming an (islet);
(C) In a state where a voltage is applied to the substrate, a laser is simultaneously irradiated onto the nanowire spot under reduced pressure, energy is transmitted to the sample through the nanowire, and mass analysis of the ionized substance to be analyzed is performed. And a process.
添付の図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。 The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
本発明は、従来の多孔質シリコンの代わりに用いられるナノワイヤが、試料を固定し、照射される試料にレーザーエネルギーを効果的に伝達して、マトリクス溶液を用いずに試料の質量分析を行うことを可能にする、試料のナノワイヤ支援レーザー脱離／イオン化質量分析（ＮＡＤＩ ＭＳ：Nanowire-Assisted Laser Desorption／Ionization Mass Spectrometric Analysis；以下ＮＡＤＩとする）の方法に関する。 In the present invention, a nanowire used in place of conventional porous silicon fixes a sample, effectively transmits laser energy to the irradiated sample, and performs mass analysis of the sample without using a matrix solution. The present invention relates to a method of nanowire-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (NADI MS), which enables a sample to be realized.
本発明の好ましい実施形態を以下に記載する。 Preferred embodiments of the invention are described below.
まず、基板上の選択された領域に多数の微細なナノワイヤを成長させ、それらは典型的なＭＡＬＤＩ工程に用いられることができ、それらからナノワイヤスポットを形成する。ここで用いられる基板は電圧を印加することができる導電体または半導体の基板である。ナノワイヤは直径が５００ｎｍ以下でアスペクト比が１０以上であることが好ましい。直径が５００ｎｍを超えてナノワイヤが成長すると、照射されるレーザーエネルギーを増幅することや、あるいは試料内で分布を均一化させることが困難となり、一方、アスペクト比が１０より小さくナノワイヤが成長すると、照射されるレーザーエネルギーを増幅させながらエネルギーを効率的に伝達することが難しくなる。 First, a large number of fine nanowires are grown in selected areas on the substrate and they can be used in a typical MALDI process to form nanowire spots from them. The substrate used here is a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied. The nanowire preferably has a diameter of 500 nm or less and an aspect ratio of 10 or more. If the nanowire grows with a diameter exceeding 500 nm, it becomes difficult to amplify the irradiated laser energy or to make the distribution uniform within the sample. On the other hand, if the nanowire grows with an aspect ratio of less than 10, irradiation occurs. It becomes difficult to efficiently transmit energy while amplifying the laser energy generated.
ナノワイヤは、シリコンを含有する単一金属、酸化物、炭化物、窒化物、リン化物およびヒ化物半導体ナノワイヤからなる群から選択される。また、定量的観点から、ナノワイヤスポットの面積が試料の脱離／イオン化のために照射される面積と等しく、または、小さくなるように形成することが好ましい。 The nanowires are selected from the group consisting of single metal containing silicon, oxides, carbides, nitrides, phosphides and arsenide semiconductor nanowires. From a quantitative viewpoint, it is preferable to form the nanowire spot so that the area of the nanowire spot is equal to or smaller than the area irradiated for the desorption / ionization of the sample.
それから、ナノワイヤに吸着し、乾燥により結晶化できるように、分析しようとする物質を含む試料が、ＭＡＬＤＩ工程における方法を用いてナノワイヤが成長した領域に配置される。試料は塩と分析しようとする物質を有し、塩の濃度は１０ｍＭより大きく、一方で分析しようとする物質の濃度は試料中に１フェムトモルより小さく含まれる。 A sample containing the substance to be analyzed is then placed in the area where the nanowires have been grown using the method in the MALDI process so that it can be adsorbed to the nanowires and crystallized by drying. The sample has a salt and the substance to be analyzed, and the concentration of the salt is greater than 10 mM, while the concentration of the substance to be analyzed is contained in the sample less than 1 femtomole.
それから、ＭＡＬＤＩ工程で使用される機器と同様な真空状態で、ナノワイヤと結晶化した試料が吸着した基板がナノワイヤスポット上にレーザー照射され、一方、その間同時に、基板に電圧が印加された状態で、イオン化された試料が質量分析にかけられる。ここで、脱離／イオン化した試料は、質量分析を行うため、基板と分析用センサー間に印加された電場によりセンサーに移動される。 Then, in a vacuum state similar to the equipment used in the MALDI process, the substrate on which the nanowire and the crystallized sample are adsorbed is laser-irradiated on the nanowire spot, while at the same time a voltage is applied to the substrate, The ionized sample is subjected to mass spectrometry. Here, the desorbed / ionized sample is moved to the sensor by an electric field applied between the substrate and the analysis sensor for mass analysis.
本発明の別の好ましい実施形態を以下に記載する。 Another preferred embodiment of the present invention is described below.
まず、所定の基板に多数の微細なナノワイヤを成長させ、このナノワイヤを基板から分離し、ナノワイヤ物質の種類に従って蒸留水、水溶液またはアルコールなどの揮発性溶液と混合してナノワイヤ懸濁液を形成する。例えば、ナノワイヤを成長させた基板（以下、ナノワイヤチップとする）を揮発性溶液の中に入れ、超音波を印加してナノワイヤを基板から分離することにより、ナノワイヤ懸濁液を調製することができる。または、ナノワイヤを成長させた基板からナノワイヤをスクラッチング（scratching）により分離し、基板にスプレーするための揮発性溶液と混合することにより、ナノワイヤ懸濁液を調製することができる。ここで、第１の好ましい実施形態のように、各ナノワイヤは直径が５００ｎｍ以下でアスペクト比が１０以上であることが好ましい。さらに、ナノワイヤは、シリコンを含有する単一金属、酸化物、炭化物、窒化物、リン化物およびヒ化物半導体ナノワイヤからなる群から選択される。 First, a large number of fine nanowires are grown on a given substrate, the nanowires are separated from the substrate, and mixed with a volatile solution such as distilled water, aqueous solution or alcohol according to the type of nanowire material to form a nanowire suspension. . For example, a nanowire suspension can be prepared by placing a substrate on which nanowires are grown (hereinafter referred to as a nanowire chip) in a volatile solution and applying ultrasonic waves to separate the nanowires from the substrate. . Alternatively, the nanowire suspension can be prepared by separating the nanowire from the substrate on which the nanowire has been grown by scratching and mixing with a volatile solution for spraying onto the substrate. Here, as in the first preferred embodiment, each nanowire preferably has a diameter of 500 nm or less and an aspect ratio of 10 or more. Furthermore, the nanowire is selected from the group consisting of silicon-containing single metal, oxide, carbide, nitride, phosphide and arsenide semiconductor nanowires.
それから、典型的なＭＡＬＤＩ工程において使用できる基板の選択された領域上に上記のナノワイヤ懸濁液をスプレーし、乾燥して、ナノワイヤアイレットを形成する。用いられる基板は、電圧を印加することができる導電体または半導体の基板である。さらに、ナノワイヤ懸濁液を基板上の選択された領域にスプレーすることによってナノワイヤアイレットを形成することができる。また、ナノワイヤアイレットの面積を、試料の脱離／イオン化のためのレーザーで照射される面積と等しく、または、小さくすることが好ましい。 The nanowire suspension is then sprayed onto selected areas of the substrate that can be used in a typical MALDI process and dried to form nanowire eyelets. The substrate used is a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied. Furthermore, nanowire eyelets can be formed by spraying selected areas on the substrate with nanowire suspension. The area of the nanowire eyelet is preferably equal to or smaller than the area irradiated with the laser for desorption / ionization of the sample.
それから、質量分析のための物質を含む試料溶液を上述のナノワイヤアイレット上に塗布し、乾燥させ、結晶化させる。ここで、スプレー領域内で試料を保持するケージ（ｃａｇｅ）として働くナノワイヤに試料が吸着されるようになって、結晶化された試料とナノワイヤとの混合物が適切に位置付けられる。試料は塩および分析しようとする物質とで構成される。好ましくは、塩の濃度は１０ｍＭより大きく、一方で分析しようとする物質の濃度は１フェムトモルより小さく含有される。 Then, a sample solution containing a substance for mass spectrometry is applied on the nanowire eyelet, dried, and crystallized. Here, the sample is adsorbed to nanowires that act as cages that hold the sample within the spray region, and the crystallized sample and nanowire mixture is properly positioned. The sample consists of salt and the substance to be analyzed. Preferably, the salt concentration is greater than 10 mM, while the concentration of the substance to be analyzed is contained less than 1 femtomole.
それから、ＭＡＬＤＩ工程で使用される機器と同様な真空状態で、ナノワイヤと試料が脱離／結晶化した基板がナノワイヤアイレット上にレーザー照射され、一方、その間同時に、基板に電圧が印加された状態で、イオン化された試料が質量分析にかけられる。ここで、脱離／イオン化した試料は、質量分析を行うため、基板と分析用センサー間に印加された電場によりセンサーに移動される。 Then, in a vacuum state similar to the equipment used in the MALDI process, the substrate on which the nanowire and the sample are desorbed / crystallized is laser-irradiated on the nanowire eyelet, while at the same time a voltage is applied to the substrate. The ionized sample is subjected to mass spectrometry. Here, the desorbed / ionized sample is moved to the sensor by an electric field applied between the substrate and the analytical sensor for mass analysis.
本発明のまた別の好ましい実施形態を下記に記載する。 Another preferred embodiment of the present invention is described below.
まず、所定の基板に多数の微細なナノワイヤを成長させ、このナノワイヤを基板から分離し、分析しようとする物質を含む試料溶液と混合して、最終的にナノワイヤ懸濁液を調製する。例えば、ナノワイヤを成長させた基板（即ち、ナノワイヤチップ）を揮発性溶液に入れ、超音波を印加してナノワイヤを基板から分離させ、試料溶液が添加されることにより、ナノワイヤと試料を含むナノワイヤ懸濁液を調製することができる。または、ナノワイヤを成長させた基板からナノワイヤをスクラッチングにより分離して、基板へのスプレーを可能にする揮発性溶液と混合することにより、ナノワイヤ懸濁液を調製することができる。ここで、第１の好ましい実施形態のように、各ナノワイヤは直径が５００ｎｍ以下でアスペクト比が１０以上であることが好ましい。さらに、ナノワイヤは、シリコンを含む単一金属、酸化物、炭化物、窒化物、リン化物およびヒ化物半導体ナノワイヤからなる群から選択される。上記の試料は塩および分析しようとする物質とで構成される。好ましくは、塩の濃度は１０ｍＭより大きく、一方で分析しようとする物質の濃度は１フェムトモルより小さく含有される。 First, a large number of fine nanowires are grown on a predetermined substrate, the nanowires are separated from the substrate, mixed with a sample solution containing a substance to be analyzed, and finally a nanowire suspension is prepared. For example, a nanowire-grown substrate (that is, a nanowire chip) is placed in a volatile solution, ultrasonic waves are applied to separate the nanowire from the substrate, and the sample solution is added, whereby the nanowire suspension including the nanowire and the sample is added. A suspension can be prepared. Alternatively, the nanowire suspension can be prepared by separating the nanowire from the substrate on which the nanowire has been grown by scratching and mixing with a volatile solution that allows spraying onto the substrate. Here, as in the first preferred embodiment, each nanowire preferably has a diameter of 500 nm or less and an aspect ratio of 10 or more. Furthermore, the nanowires are selected from the group consisting of single metal containing silicon, oxides, carbides, nitrides, phosphides and arsenide semiconductor nanowires. The above sample is composed of salt and the substance to be analyzed. Preferably, the salt concentration is greater than 10 mM, while the concentration of the substance to be analyzed is contained less than 1 femtomole.
それから、典型的なＭＡＬＤＩ工程で使用できる基板の選択された領域に上記のナノワイヤ懸濁液をスプレーして乾燥させてナノワイヤアイレットを形成し、試料を結晶化させる。使用される基板は電圧を印加することができる導電体または半導体の基板である。さらに、ナノワイヤ懸濁液を基板上の選択された領域にスプレーすることによってナノワイヤアイレットを形成することが可能である。さらに、ナノワイヤアイレットの面積を、試料の脱離／イオン化のためのレーザーで照射される面積と等しく、または、小さくすることが好ましい。 The nanowire suspension is then sprayed and dried on selected areas of the substrate that can be used in a typical MALDI process to form nanowire eyelets and crystallize the sample. The substrate used is a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied. Furthermore, nanowire eyelets can be formed by spraying nanowire suspension onto selected areas on the substrate. Furthermore, the area of the nanowire eyelet is preferably equal to or smaller than the area irradiated with the laser for desorption / ionization of the sample.
上記の好ましい実施形態に記載のように、ナノワイヤの種類によってナノワイヤのバンドギャップより大きいエネルギーを有するレーザーを用いて照射が施され、また、真空圧、即ち雰囲気圧力は１０−１６ｔｏｒｒより低く設定される。 As described in the preferred embodiment above, irradiation is performed using a laser having an energy larger than the band gap of the nanowire depending on the type of nanowire, and the vacuum pressure, that is, the atmospheric pressure is set to be lower than 10 −16 torr. The
さらに、基板上に電圧を印加する際、約５，０００Ｖ〜３０，０００Ｖが印加され、分析しようとするイオン化物質を質量分析する過程でイオンの質量／電荷の値（ｍ／ｚ）を測定する。 Further, when a voltage is applied to the substrate, about 5,000 V to 30,000 V is applied, and the mass / charge value (m / z) of the ion is measured in the process of mass analyzing the ionized substance to be analyzed. .
上述のＮＡＤＩ工程において、マトリクスなしにナノワイヤにより提供される効率的な試料の脱離およびイオン化の基本的原理を詳しく下記に説明する。 The basic principles of efficient sample desorption and ionization provided by nanowires without a matrix in the above-mentioned NADI process are described in detail below.
ナノワイヤは、レーザー照射に曝されると、エネルギーを吸収して光子（photon）を生成することができ、ここで、ナノワイヤ自身は光子を増幅させることができるキャビティ（cavity）構造を有する（非特許文献５）。従って、ナノワイヤは外部から伝達されたレーザーエネルギーを自然に増幅でき、誘導放出の形態で増幅したエネルギーを試料に再び伝達することができる。従って、どんな形態の他のエネルギー伝達媒体よりも最も効率的にエネルギーを試料に伝達することができ、それによって比較的容易な試料の脱離／イオン化を促進できる。 When nanowires are exposed to laser radiation, they can absorb energy and generate photons, where the nanowires themselves have a cavity structure that can amplify photons (non-patented). Reference 5). Therefore, the nanowire can naturally amplify the laser energy transmitted from the outside, and can again transmit the amplified energy in the form of stimulated emission to the sample. Thus, energy can be transferred to the sample most efficiently than any other form of energy transfer medium, thereby facilitating relatively easy sample desorption / ionization.
本発明で用いられるナノワイヤは、数（few）ナノメートルの直径と比較的大きなアスペクト比を有する針状の形状である。従って、ナノワイヤの両端は原子のレベルで非常に鋭い先端である。これらの幾何学的な構造は、質量分析用の装置で基板とセンサーの間に電場をかけると、ナノワイヤの前方の先端（front tip）に極めて高い電場を生成でき、ナノワイヤの前方の先端の高い電場は電界脱離（field desorption）を引き起こし、それによって試料の脱離／イオン化を可能にする。さらに、レーザー照射されると、それらはレーザに誘起されてナノワイヤの前方の先端に比較的高い電場を生成できる（非特許文献６）。極めて高い局在の電場の生成は、ナノワイヤの前方の先端における脱離／イオン放出の放出を加速することができ、それによって試料の脱離／イオン化を容易にする。 The nanowire used in the present invention has a needle-like shape having a diameter of several nanometers and a relatively large aspect ratio. Thus, both ends of the nanowire are very sharp tips at the atomic level. These geometrical structures can generate a very high electric field at the front tip of the nanowire and a high tip at the front of the nanowire when an electric field is applied between the substrate and the sensor in a mass spectrometer. The electric field causes field desorption, thereby allowing desorption / ionization of the sample. Furthermore, when irradiated with laser, they are induced by the laser and can generate a relatively high electric field at the front end of the nanowire (Non-patent Document 6). Generation of a very highly localized electric field can accelerate the release of desorption / ion emission at the front tip of the nanowire, thereby facilitating sample desorption / ionization.
さらに、ナノワイヤの前方の先端の幾何学的な形状は、電場が印加されたときに電子の放出を可能にし、この電子放出が試料のイオン化を容易にする（非特許文献７）。 Furthermore, the geometric shape of the front tip of the nanowire allows the emission of electrons when an electric field is applied, which facilitates ionization of the sample (Non-Patent Document 7).
従来の多孔性シリコンを用いるＤＩＯＳの場合、多孔性構造に試料溶液を注入して乾燥するため、試料への二次元的なレーザー照射のみが可能である。しかし、本発明においては、多孔性シリコンとは異なって、ナノワイヤ上に形成された結晶化された試料はレーザーに３次元的に曝され、このように試料にレーザーエネルギーをより効果的に伝達でき、これによってより効果的な脱離／イオン化が行われる。 In the case of the conventional DIOS using porous silicon, since the sample solution is injected into the porous structure and dried, only two-dimensional laser irradiation to the sample is possible. However, in the present invention, unlike the porous silicon, the crystallized sample formed on the nanowire is three-dimensionally exposed to the laser, and thus the laser energy can be more effectively transmitted to the sample. This results in more effective desorption / ionization.
上述のように、ナノワイヤの使用は効果的な試料へのエネルギー伝達を可能にし、容易な脱離／イオン化を促進し、従ってマトリクスなしでの質量分析を可能とする。 As mentioned above, the use of nanowires allows effective energy transfer to the sample, facilitates easy desorption / ionization, and thus allows mass analysis without a matrix.
また、本発明によるＮＡＤＩ工程において、結晶化された試料内の試料分布は、より正確なデータを保証する。即ち、ナノワイヤの使用は、基板上の触媒のパターンにより成長位置を正確に制御することができる。例えば、本発明における基板上にナノワイヤを成長させる工程で、特に（ナノワイヤスポットの形成における）シリコンのナノワイヤを成長させるとき、スパッタリング気相成長によりマスクを用いて触媒として働く金属であるＡｕを円形形状の所定の厚み及び直径を持つようにシリコン基板の表面に成長させた後、化学気相成長（ＣＶＤ）によりシリコン基板上に５００℃でＳｉＣｌ４を供給することによりシリコンナノワイヤを成長させることができる。 Also, in the NADI process according to the present invention, the sample distribution within the crystallized sample ensures more accurate data. That is, the use of nanowires can accurately control the growth position by the pattern of the catalyst on the substrate. For example, in the step of growing nanowires on the substrate in the present invention, especially when growing silicon nanowires (in the formation of nanowire spots), a metal that serves as a catalyst using a mask by sputtering vapor deposition is formed into a circular shape. After growing on the surface of the silicon substrate to have a predetermined thickness and diameter, silicon nanowires can be grown by supplying SiCl 4 on the silicon substrate at 500 ° C. by chemical vapor deposition (CVD). .
または、ＩｎＮナノワイヤを成長させる場合、スパッタリング気相成長によりマスクを用いて触媒として働く金属であるＡｕを円形形状の所定の厚み及び直径を持つようにシリコン基板の表面に成長させた後、化学気相成長によりシリコン基板上に５００℃でＩｎＣｌ３及びＮＨ３を供給することによりＩｎＮナノワイヤを成長させることができる。 Alternatively, when growing InN nanowires, Au, which is a metal serving as a catalyst, is grown on the surface of a silicon substrate so as to have a predetermined circular thickness and diameter using a mask by sputtering vapor phase growth, and then a chemical vapor. InN nanowires can be grown by supplying InCl 3 and NH 3 on a silicon substrate at 500 ° C. by phase growth.
さらに、ナノワイヤが成長したところに試料を位置させるとき、ナノワイヤが、試料が結晶化されるまで液体試料を保持する３次元的なケージの役割を果たし、それによってナノワイヤが位置するところに試料の結晶中心を形成する。試料の結晶中心のサイズが照射されるレーザーの直径と等しいサイズに調節されると、１〜２回のみのレーザー照射が試料の脱離／イオン化を十分に促進し、それが分子量の測定を可能にして、このようにして定量的な分析が可能となる。 Furthermore, when the sample is positioned where the nanowire has grown, the nanowire acts as a three-dimensional cage that holds the liquid sample until the sample is crystallized, thereby crystallization of the sample where the nanowire is positioned. Form the center. When the size of the crystal center of the sample is adjusted to a size equal to the diameter of the laser to be irradiated, only one or two laser irradiations sufficiently promote the desorption / ionization of the sample, which can measure molecular weight Thus, quantitative analysis is possible in this way.
あるいは、ナノワイヤ溶液を用いる場合、広げられたナノワイヤが乾燥過程で試料を固定するケージの役割を果たし、これによって、レーザーの直径サイズ内で試料を固定することが可能となる。従って、１〜２回のみのレーザー照射が試料のイオン化を十分に促進し、それが分子量の測定を可能にして、このようにして定量的な分析が可能となる。 Alternatively, when using a nanowire solution, the spread nanowire serves as a cage for fixing the sample during the drying process, thereby allowing the sample to be fixed within the diameter size of the laser. Therefore, only one or two laser irradiations sufficiently promote the ionization of the sample, which enables the measurement of the molecular weight and thus enables quantitative analysis.
典型的な多孔性シリコンは工程のために適切な物質の選択に制限があり、従ってレーザーエネルギーを効果的に利用するのにも制限がある。反対に、本発明によるナノワイヤを用いた脱離／イオン化法の場合、試料に伝達されるレーザーエネルギーは、様々なエネルギーギャップを有するナノワイヤを使用して望まれるエネルギーレベルの範囲内で適切に調製可能である。 Typical porous silicon has limitations on the selection of suitable materials for the process, and therefore limits the effective use of laser energy. In contrast, in the case of the desorption / ionization method using nanowires according to the present invention, the laser energy transmitted to the sample can be appropriately adjusted within the desired energy level using nanowires with various energy gaps. It is.
典型的な多孔性シリコンを利用したＤＩＯＳの場合、多孔性構造が制限された領域のみで使用されるという不利益がある。即ち、試料溶液の注入及び乾燥の過程で試料溶液が多孔性構造に浸透して結晶化し、このために、試料の結晶のサイズは制限されない。反対に、本発明によるＮＡＤＩの場合、試料はナノワイヤケージを用いて結晶化し、これによって試料の結晶サイズを制限することができる。 In the case of DIOS using typical porous silicon, there is a disadvantage that the porous structure is used only in a limited region. That is, in the course of sample solution injection and drying, the sample solution penetrates into the porous structure and crystallizes. For this reason, the crystal size of the sample is not limited. Conversely, in the case of NADI according to the present invention, the sample is crystallized using a nanowire cage, which can limit the crystal size of the sample.
また、ナノワイヤを用いる本発明のＮＡＤＩでは、使用済みターゲットのリサイクルが難しい典型的な多孔性シリコンを用いるＤＩＯＳの場合と異なり、ターゲットとして従来の金属プレート（plate）を用いることにより適切な洗浄後に使用済みターゲットをリサイクルすることができる。 In addition, the NADI of the present invention using nanowires is used after appropriate cleaning by using a conventional metal plate as a target, unlike the case of DIOS using typical porous silicon where it is difficult to recycle a used target. Used targets can be recycled.
ＤＩＯＳの場合、ＤＩＯＳの効率は酸化により悪化すると報告がなされており、従って密閉された状態で保管されなければならない。しかし、ナノワイヤを使用したターゲットプレートは酸化した生成物の使用が可能で、従って簡易な包装が可能となり、また、大気中での長期保管が可能となる。 In the case of DIOS, the efficiency of DIOS has been reported to be degraded by oxidation and must therefore be stored in a sealed state. However, target plates using nanowires can use oxidized products, thus allowing simple packaging and long-term storage in the atmosphere.
ＮＡＤＩ法を使用してマトリクスがなくても質量分析が可能であることを示すため、ＺｎＯナノワイヤチップおよびペプチドを使用して実験を行った。シリコン基板の表面にスパッタリング気相成長法により触媒の役割をするＡｕを２ｎｍの厚さで所定の領域に蒸着させ、化学気相成長法により５００℃でジエチル亜鉛（diethylzinc）と酸素を供給し、それによってＺｎＯナノワイヤの選択した領域への成長をａｌｌｏｗすることにより、ＺｎＯナノワイヤチップを形成した。このように形成されたナノワイヤを有する基板が質量分析計の試料検査プレートに挿入されたターゲットプレートを図１に示すように形成した。 To demonstrate that mass spectrometry is possible without a matrix using the NADI method, experiments were performed using ZnO nanowire chips and peptides. Au, which acts as a catalyst, is deposited on the surface of the silicon substrate in a predetermined region with a thickness of 2 nm by sputtering vapor deposition, and diethylzinc and oxygen are supplied at 500 ° C. by chemical vapor deposition, A ZnO nanowire chip was thereby formed by allowing growth of the ZnO nanowires to selected regions. A target plate in which a substrate having nanowires formed in this manner was inserted into a sample inspection plate of a mass spectrometer was formed as shown in FIG.
図１において、参照番号１は検査プレート、参照番号２はターゲットプレート、参照番号３は基板、参照番号４はナノワイヤスポットを示す。また、図１（ａ）は、ＺｎＯナノワイヤスポットが形成された基板と、この基板が質量分析計の試料検査プレートに挿入されたターゲットプレートの写真を示す。図１（ｂ）と（ｃ）は、走査電子顕微鏡で撮影された成長したナノワイヤの拡大した写真を示す。ナノワイヤスポット（４）上に成長したに対するＺｎＯの成長条件を、平均直径１００ｎｍ、平均長さ３μｍ、平均密度約１×１０6ナノワイヤ（ＮＷｓ）／ｍｍ2に制限した。ナノワイヤスポット（４）の直径を０．２ｍｍに制限し、試料の結晶は試料のイオン化のためにレーザーの円形スポット（直径０．２ｍｍ）により照射された。上述のように、試料結晶の大部分がレーザーに曝され、従って、試料の結晶表面を通してイオン化した試料の量が試料の濃度と定量的な関係を持つようにした。 In FIG. 1, reference numeral 1 is an inspection plate, reference numeral 2 is a target plate, reference numeral 3 is a substrate, and reference numeral 4 is a nanowire spot. FIG. 1A shows a photograph of a substrate on which a ZnO nanowire spot is formed and a target plate in which this substrate is inserted into a sample inspection plate of a mass spectrometer. 1 (b) and 1 (c) show enlarged photographs of grown nanowires taken with a scanning electron microscope. The growth conditions for ZnO on the nanowire spot (4) were limited to an average diameter of 100 nm, an average length of 3 μm, and an average density of about 1 × 10 6 nanowires (NWs) / mm 2 . The diameter of the nanowire spot (4) was limited to 0.2 mm, and the sample crystals were irradiated by a laser circular spot (diameter 0.2 mm) for sample ionization. As noted above, the majority of the sample crystals were exposed to the laser so that the amount of sample ionized through the sample crystal surface had a quantitative relationship with the sample concentration.
質量分析には、Bruker Daltonics社（ドイツ）のリフレックス３を使用した。 For mass spectrometry, Reflex 3 from Bruker Daltonics (Germany) was used.
試料としては、ペプチドであるアンギオテンシン（ＭＷ１０１４、Sigma Chemical社、米国）とロイシンエンケファリン（ＭＷ５８８、Sigma Chemical社、米国）を各々使用した。 As samples, peptides angiotensin (MW1014, Sigma Chemical, USA) and leucine enkephalin (MW588, Sigma Chemical, USA) were used, respectively.
図２は、ＺｎＯナノワイヤ上に試料なしにレーザーを照射した後の分子量ピークを示したグラフである。図２に示すように、ＺｎＯナノワイヤは試料のピークと混乱させうる分子量ピークを生成しない。 FIG. 2 is a graph showing a molecular weight peak after irradiating a laser on a ZnO nanowire without a sample. As shown in FIG. 2, ZnO nanowires do not generate molecular weight peaks that can be confused with sample peaks.
図３は、ロイシンエンケファリンをＺｎＯナノワイヤチップに各々０．１３、０．２５、０．５０、及び１．０ｍｇ／ｍＬの濃度でそれぞれ加えた後、質量分析を行った結果を示す。上記の結果から、ＺｎＯナノワイヤチップを用いて質量分析が可能であることが分かった。また、ＺｎＯナノワイヤチップの各々の濃度に対する質量比較の結果は、ロイシンエンケファリンの分子量に対するピークの高さと上記の濃度が定量関係を有することを示す。 FIG. 3 shows the results of mass spectrometry after adding leucine enkephalin to ZnO nanowire chips at concentrations of 0.13, 0.25, 0.50, and 1.0 mg / mL, respectively. From the above results, it was found that mass spectrometry was possible using a ZnO nanowire chip. Moreover, the result of the mass comparison with respect to each density | concentration of a ZnO nanowire chip | tip shows that the height of the peak with respect to the molecular weight of leucine enkephalin and said density | concentration have a quantitative relationship.
図４は、アンギオテンシンをＺｎＯナノワイヤチップに各々０．２５、０．５０、１．０ｍｇ／ｍｌの濃度でそれぞれ加えた後、質量分析を行った結果を示す。ロイシンエンケファリンの場合のように、質量比較の結果はアンギオテンシンの分子量に対するピークの高さと上記の濃度が定量関係を有することを示す。 FIG. 4 shows the results of mass spectrometry after angiotensin was added to ZnO nanowire chips at concentrations of 0.25, 0.50, and 1.0 mg / ml, respectively. As in the case of leucine enkephalin, the mass comparison results show that the peak height relative to the molecular weight of angiotensin has a quantitative relationship with the above concentration.
上述のように、本発明によるナノワイヤチップのターゲットプレートを用いるとき、マトリクスなしに質量分析を行うことが可能であり、また、定量分析が可能であることも示す。比較のために同一試料と典型的な金属ターゲットプレートを用いて質量分析を行ったところ、胆管癌（ＣＣＡ）をマトリクスとして使用した場合にはＣＣＡ自体のピークとペプチドのピークがともに得られたが、マトリクスを使用しなかった場合は高濃度の試料でも分子量ピークが得られなかった。即ち、典型的な金属ターゲットプレートをマトリクスなしで用いる場合、試料の質量分析は不可能であった。 As described above, when the nanowire chip target plate according to the present invention is used, mass analysis can be performed without a matrix, and quantitative analysis is also possible. For comparison, mass spectrometry was performed using the same sample and a typical metal target plate. When cholangiocarcinoma (CCA) was used as a matrix, both CCA peak and peptide peak were obtained. When the matrix was not used, no molecular weight peak was obtained even with a high concentration sample. That is, when a typical metal target plate was used without a matrix, mass analysis of the sample was not possible.
一方、典型的なマトリクスを使用せずに質量分析が行える多孔性シリコンを用いたＤＩＯＳ法において、シリコンを除いて他の物質を使用することができないため、用いるエネルギー伝達のための物質に制限がある。反対に、本発明のＭＡＬＤＩターゲットを用いると、多様なエネルギーギャップを有するナノワイヤ物質を選択することが可能であり、従って試料に応じて望まれる範囲内でレーザーエネルギーが伝達されるのを制御することができる。下記の表１に、種々のナノワイヤ物質に応じたバンドギャップに基づくＤＩＯＳとペプチドを使用したＤＩＯＳ実験の実施を示す。 On the other hand, in the DIOS method using porous silicon that can perform mass spectrometry without using a typical matrix, no other materials can be used except silicon, so that there is a limitation on the material for energy transfer to be used. is there. In contrast, with the MALDI target of the present invention, it is possible to select nanowire materials with various energy gaps, thus controlling the transmission of laser energy within the desired range depending on the sample. Can do. Table 1 below shows the performance of a DIOS experiment using band gap based DIOS and peptides according to various nanowire materials.
本発明において、ナノワイヤスポットの代わりに、定量分析のための典型的なＭＡＬＤＩにおいて用いられる金属ターゲットプレートによるナノワイヤ懸濁液を用いる方法を提供する。この方法は、金属ターゲットプレートを変性せずに用いることにより、ナノワイヤスポットを用いずに、マトリクスのピークの干渉なしに、１０００ダルトンの分子量の範囲で質量分析を行うことを可能にする。 In the present invention, there is provided a method using a nanowire suspension by a metal target plate used in typical MALDI for quantitative analysis instead of a nanowire spot. This method makes it possible to perform mass spectrometry in the molecular weight range of 1000 daltons without using nanowire spots and without interference of matrix peaks by using a metal target plate without denaturation.
上述のナノワイヤチップを使用した定量実験で説明したように、試料の結晶中心がレーザー照射に対応できるように、金属ターゲットプレートの１つのスポットに焦点を決めてナノワイヤアイレットを形成し、また、この目的のために、アンカー（ankers）が配列されたターゲットプレート（ＭＴＰプレート、Bruker社、ドイツ）を使用した。 As described in the quantitative experiment using the nanowire chip described above, a nanowire eyelet is formed by focusing on one spot of the metal target plate so that the crystal center of the sample can correspond to laser irradiation. For this, a target plate (MTP plate, Bruker, Germany) on which anchors (ankers) were arranged was used.
水溶液の試料の場合、ターゲットプレートのアンカー点は、試料の溶媒が乾燥して結晶を形成する位置である。本発明において、水溶液中で調製されたナノワイヤ懸濁液の溶媒が乾燥してくる一方で、ナノワイヤアイレットがこのようなアンカー点に多量に形成されるようにした。即ち、ナノワイヤ懸濁液を揮発性イソプロンパノールと混合し、それを金属ターゲットプレートに分注することによりナノワイヤアイレットを形成した。さらに、ナノワイヤアイレットに少量の試料を分注し、その後に乾燥させることで試料の結晶を形成した。図５において、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｎＯ２、ＧａＮのナノワイヤ懸濁液を使用した。ここで、シリコン基板に約５０００ＮＷｓ／ｍｍ２の密度で成長させたナノワイヤチップ（ナノワイヤを成長させた基板）を蒸留水に入れ、超音波を印加してナノワイヤを分離し、それによって上記の材料のナノワイヤおよび蒸留水のナノワイヤ懸濁液を形成した。 In the case of an aqueous solution sample, the anchor point of the target plate is the position where the sample solvent dries to form crystals. In the present invention, the solvent of the nanowire suspension prepared in the aqueous solution is dried, while nanowire eyelets are formed in large quantities at such anchor points. That is, nanowire eyelets were formed by mixing the nanowire suspension with volatile isopropanol and dispensing it into a metal target plate. Furthermore, a small amount of sample was dispensed into the nanowire eyelet, and then dried to form a crystal of the sample. In FIG. 5, a nanowire suspension of ZnO, SiC, SnO 2 and GaN was used. Here, a nanowire chip (a substrate on which nanowires are grown) grown on a silicon substrate at a density of about 5000 NWs / mm 2 is placed in distilled water and ultrasonic waves are applied to separate the nanowires, thereby A nanowire suspension of nanowires and distilled water was formed.
図５は、上記の４つの異なる種類のナノワイヤを用いて得られたペプチドの分子量ピークを示す。上述のアンカーが配列されたターゲットプレート上にナノワイヤアイレットを形成した後、ペプチドであるロイシンエンケファリン（分子量１０１４、Sigma Chemical社、米国）を０．５ｍｇ／ｍＬの濃度で調製し、それから各ナノワイヤアイレットに１０μＬずつ加え、室内で乾燥させた。質量分析のために、Bruker Daltonics社（ドイツ）のリフレックス３を使用した。 FIG. 5 shows the molecular weight peaks of peptides obtained using the four different types of nanowires described above. After forming nanowire eyelets on the target plate on which the above-mentioned anchors were arranged, a peptide leucine enkephalin (molecular weight 1014, Sigma Chemical, USA) was prepared at a concentration of 0.5 mg / mL, and then each nanowire eyelet was prepared. 10 μL each was added and dried indoors. For mass analysis, Reflex 3 from Bruker Daltonics (Germany) was used.
多孔性シリコンは、酸化によりＤＩＯＳの効率が著しく落ちるという報告がなされており、従って商品化された多孔性シリコンからなるＤＩＯＳ用ターゲットプレートは使い捨てとしてアルゴンを使用して個別に包装されている。上記の表１に示すように、ナノワイヤを用いたターゲットプレートは酸化した生成物の使用が可能であり、このために相対的な簡易な包装を提供でき、また、大気中で長期保管することも可能である。また、典型的金属プレートにおいてナノワイヤが用いられている本発明のターゲットプレートにおいて、適切な洗浄の後で再使用が可能である。反対に、多孔性シリコンを用いたＤＩＯＳ用ターゲットプレートにおいては、多孔質シリコンの構造上の問題から使用済みのターゲットプレートにおいて試料結晶を洗浄することはできない。従って、多孔性シリコンの使用のためのＤＩＯＳターゲットプレートは一度使用したら廃棄される。反対に、ナノワイヤを用いたターゲットプレートにおいては、ターゲットプレートは、蒸留水、イソプロピル・アルコール、アセトンなどで順番に洗浄した後、再使用が可能であり、それは金属ターゲットプレートと同様である。 It has been reported that the efficiency of DIOS is significantly reduced due to oxidation of porous silicon. Therefore, a commercial target plate for DIOS made of porous silicon is individually packaged using argon as a disposable. As shown in Table 1 above, target plates using nanowires can use oxidized products, which can provide a relatively simple packaging and can be stored for a long time in the atmosphere. Is possible. Also, in the target plate of the present invention where nanowires are used in a typical metal plate, it can be reused after appropriate cleaning. On the contrary, in the target plate for DIOS using porous silicon, the sample crystal cannot be washed in the used target plate due to the structural problem of porous silicon. Therefore, the DIOS target plate for the use of porous silicon is discarded once used. On the contrary, in the target plate using nanowires, the target plate can be reused after being sequentially washed with distilled water, isopropyl alcohol, acetone or the like, which is the same as the metal target plate.
図６は、ＺｎＯナノワイヤチップを１０回洗浄したリサイクルの後での、０．５ｍｇ／ｍＬの濃度のロイシンエンケファリン（分子量１０１４、Sigma Chemical社、米国）の質量分析の結果を示す。結果は、洗浄後にナノワイヤチップを再使用することが可能であることを明確に示す。 FIG. 6 shows the results of mass spectrometry analysis of leucine enkephalin (molecular weight 1014, Sigma Chemical, USA) at a concentration of 0.5 mg / mL after recycling the ZnO nanowire chip washed 10 times. The results clearly show that the nanowire chip can be reused after cleaning.
また、典型的な金属ターゲットを用い、ナノワイヤと試料を混合して形成された懸濁液を、ＭＡＬＤＩターゲット基板にスプレーするとき、得られる試料は均一に分布して、結晶がレーザーエネルギーを効果的に吸収することができる。従って、これを考慮すると、再使用が可能な典型的なＭＡＬＤＩターゲットの独特な特徴を保持しながら、優れた質量分析の効果を達成することができる。 In addition, when a suspension formed by mixing a nanowire and a sample using a typical metal target is sprayed onto a MALDI target substrate, the resulting sample is uniformly distributed, and the crystals effectively utilize the laser energy. Can be absorbed into. Thus, considering this, excellent mass spectrometry effects can be achieved while retaining the unique characteristics of typical MALDI targets that can be reused.
本発明の上記及び他の目的及び特徴が、添付の図面に関連付けして、本発明の下記の記載から明らかになるだろう。 The above and other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of the invention in conjunction with the accompanying drawings.
以下、本発明の脱離／イオン化によるナノワイヤを用いた質量分析方法が、下記の実施例を基に以下に記載されるが、それらは本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではない。 Hereinafter, mass spectrometry methods using nanowires by desorption / ionization of the present invention will be described below based on the following examples, but they should not be construed to limit the scope of the present invention. .
（実施例）
（実施例１） ナノワイヤを用いた質量分析
シリコン基板の表面にスパッタリング気相成長法によりＡｕを２ｎｍの厚さで堆積させ、ここで、堆積の領域はマスクを用いて直径２００μｍの円形に形成した。それから、化学気相成長法（ＣＶＤ）により、基板にＳｉＣｌ４を５００℃で供給し、それによってシリコンナノワイヤが成長し、図１は基板上に成長したシリコンナノワイヤを示す。用いたシリコンナノワイヤは、長さが５μｍ、直径が１００ｎｍ、密度が約１．８×１０６ＮＷｓ／ｍｍ２に制限した。このようにナノワイヤを成長させた基板を質量分析計の試料検査プレートに挿入した。質量分析は、Bruker Daltonics社（ドイツ）のリフレックス（Reflex）３を使用して行った。用いた試料は２種類のペプチド、アンギオテンシンとロイシンエンケファリンであった。ナノワイヤスポットの直径を０．２ｍｍに制限し、試料のイオン化のために、レーザーの円形スポット（直径０．２ｍｍ）で試料の結晶を照射した。上記のように、試料の結晶の大部分がレーザーに曝され、このように、イオン化した試料の量は試料の量と定量的な関係を有するようにした。検査で、マトリクスなしでナノワイヤ試料プレートを用いたＭＡＬＤＩによるペプチドの質量分析が見出された。結果の比較のために質量分析計の試料検査プレートを使用したとき、ペプチドの質量分析を行うことはできなかった。また、実験結果から上記の方法で試料の定量が可能であることが見出された。
(Example)
(Example 1) Mass spectrometry using nanowires Au was deposited to a thickness of 2 nm on the surface of a silicon substrate by sputtering vapor deposition, and the deposition region was formed into a circle having a diameter of 200 μm using a mask. . Then, by a chemical vapor deposition (CVD), the SiCl 4 to a substrate by supplying at 500 ° C., whereby the silicon nanowire grows, Figure 1 shows the silicon nanowires grown on the substrate. The silicon nanowire used was limited to a length of 5 μm, a diameter of 100 nm, and a density of about 1.8 × 10 6 NWs / mm 2 . The substrate on which the nanowires were thus grown was inserted into the sample inspection plate of the mass spectrometer. Mass spectrometry was performed using a Reflex 3 from Bruker Daltonics (Germany). The samples used were two types of peptides, angiotensin and leucine enkephalin. The diameter of the nanowire spot was limited to 0.2 mm, and the sample crystals were irradiated with a laser circular spot (diameter 0.2 mm) for sample ionization. As described above, most of the crystal of the sample was exposed to the laser, and thus the amount of ionized sample had a quantitative relationship with the amount of sample. Upon inspection, mass spectrometry of the peptide by MALDI using a nanowire sample plate without a matrix was found. When mass spectrometer sample test plates were used for comparison of results, mass spectrometry of peptides could not be performed. Moreover, it was found from the experimental results that the sample can be quantified by the above method.
（実施例２） ナノワイヤ懸濁液を利用した質量分析
シリコン基板の表面にスパッタリング気相成長法によりＡｕを２ｎｍの厚さで堆積させ、ここで、化学気相成長法（ＣＶＤ）によりＩｎＣｌ３およびＮＨ３を５００℃で供給することによって、ＩｎＮナノワイヤを成長させた。上記のシリコン基板をイソプロピルアルコールに入れて１０秒間超音波を印加して、基板からナノワイヤを分離することにより、ナノワイヤ懸濁液を調製した。典型的なマトリクスの代りにBruker Daltonics社（ドイツ）のＭＡＬＤＩターゲットを用いることにより、ナノワイヤ懸濁液を用いてＭＡＬＤＩ測定を行った。試料の結晶中心がアンカーに集中するというＭＡＬＤＩターゲットの特別な特徴を利用して、少量のナノワイヤ懸濁液を処理してアンカーの周辺にナノワイヤアイレットを形成した。それから、上記のナノワイヤアイレットに試料のペプチドを滴下し、試料の結晶を形成させた。検査で、ナノワイヤ懸濁液はマトリクスに置き換えることができ、結果として定量的な結果が得られたことが見出された。
Example 2 Mass Spectrometry Using Nanowire Suspension Au was deposited on the surface of a silicon substrate by sputtering vapor deposition to a thickness of 2 nm, where InCl 3 and Chemical Vapor Deposition (CVD) were used. InN nanowires were grown by supplying NH 3 at 500 ° C. A nanowire suspension was prepared by placing the above silicon substrate in isopropyl alcohol and applying ultrasonic waves for 10 seconds to separate the nanowire from the substrate. MALDI measurements were performed using the nanowire suspension by using a MALDI target from Bruker Daltonics (Germany) instead of a typical matrix. Taking advantage of the special feature of the MALDI target that the crystal center of the sample concentrates on the anchor, a small amount of nanowire suspension was processed to form nanowire eyelets around the anchor. Then, the sample peptide was dropped onto the nanowire eyelet to form a sample crystal. Upon inspection, it was found that the nanowire suspension could be replaced with a matrix, resulting in quantitative results.
（実施例３） ナノワイヤを用いた結合反応の検出
実施例１のようにナノワイヤが成長したナノワイヤターゲットにＢ型肝炎の抗原溶液を加え、ナノワイヤ上にＢ型肝炎の抗原が固定されるように１時間水分で飽和された３７℃の恒温槽で培養した。それから、固定されなかったＢ型肝炎の抗原を分離するために、ナノワイヤターゲットを洗浄液に浸漬した。抗体−抗原反応を誘起するため、Ｂ型肝炎の抗原を含有する試料溶液をナノワイヤに加え、それから抗体−抗原反応の後で残された試料を除去するためにナノワイヤターゲットを洗浄溶液に入れた。それから、ＭＡＬＤＩは、ナノワイヤと結合された抗原−抗体結合物の定性分析と同様に定量分析を行うことが可能であることが確認された。同じように、ナノワイヤＭＡＬＤＩターゲットを用いて、ＤＮＡ間、ＤＮＡとＲＮＡ間、あるいはタンパク質間の結合体を定量的に検出することが可能である。さらに、有機物と無機物などのリガンド（ligand）およびレセプタ（receptor）間の結合体を定量的に検出することも可能である。
(Example 3) Detection of binding reaction using nanowires As in Example 1, hepatitis B antigen solution was added to the nanowire target on which nanowires were grown, so that the hepatitis B antigen was immobilized on the nanowires. The cells were cultured in a 37 ° C constant temperature bath saturated with water for a period of time. Then, the nanowire target was immersed in a cleaning solution in order to separate the unfixed hepatitis B antigen. To induce an antibody-antigen reaction, a sample solution containing the hepatitis B antigen was added to the nanowire, and then the nanowire target was placed in a wash solution to remove the sample left behind after the antibody-antigen reaction. Then, it was confirmed that MALDI can be quantitatively analyzed similarly to the qualitative analysis of the antigen-antibody conjugate bound to the nanowire. Similarly, it is possible to quantitatively detect a conjugate between DNA, between DNA and RNA, or between proteins using a nanowire MALDI target. Furthermore, it is also possible to quantitatively detect a conjugate between a ligand such as an organic substance and an inorganic substance and a receptor.
本発明は、その好ましい実施形態を参照して詳細に説明された。しかし、開示の考察から、当業者が本発明の範囲及び趣旨内で修正及び改善を行えることが認識されるだろう。 The invention has been described in detail with reference to preferred embodiments thereof. However, it will be appreciated from consideration of the disclosure that those skilled in the art can make modifications and improvements within the scope and spirit of the invention.
上述のように、ナノワイヤ支援レーザー脱離／イオン化質量分析によれば、試料を固定し、試料に照射されるレーザーエネルギーを効果的に伝達して試料の脱離／イオン化を行うことができるナノワイヤを用いることにより、マトリクスなしで試料の質量分析が可能である。 As described above, according to nanowire-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry, a nanowire capable of desorbing / ionizing a sample by fixing the sample and effectively transmitting the laser energy irradiated to the sample is provided. By using it, mass analysis of a sample can be performed without a matrix.
即ち、本発明は、上記のナノワイヤを使用することにより、上述のナノワイヤを用いて効果的に試料を脱離／イオン化させることを可能にし、それによって低分子量の試料と同様に、試料の定性的、定量的、及び微量分析を効果的に行うことができる。さらに、本発明はＭＡＬＤＩ−Ｔｏｆ ＭＳで用いられる典型的な質量分析計にも可能である。 That is, the present invention makes it possible to effectively desorb / ionize a sample using the above-described nanowires by using the above-described nanowires, thereby qualitatively analyzing the sample as well as a low molecular weight sample. Quantitative and trace analysis can be performed effectively. Furthermore, the present invention is also possible for a typical mass spectrometer used in MALDI-Tof MS.
Claims (27)
（ａ）電圧を印加することができる導電体または半導体の基板上の選択された領域に多数の微細なナノワイヤを成長させることによりナノワイヤスポットを形成する工程と、
（ｂ）分析しようとする物質を含む前記試料を前記ナノワイヤスポットに配置し、乾燥により結晶化させる工程と、
（ｃ）前記基板に電圧を印加した状態で、減圧下で前記試料が前記ナノワイヤに吸着及び結晶化した前記ナノワイヤスポット上に同時にレーザーを照射して、前記ナノワイヤを通してエネルギーを試料に伝達して、前記イオン化された分析しようとする物質の質量分析を行う工程と
を有するナノワイヤ支援質量分析方法。 A method for nanowire-assisted mass spectrometry of a sample by desorption / ionization using a laser as an energy source,
(A) forming nanowire spots by growing a number of fine nanowires in selected regions on a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied;
(B) placing the sample containing the substance to be analyzed in the nanowire spot and crystallizing by drying;
(C) In a state where a voltage is applied to the substrate, a laser is simultaneously irradiated onto the nanowire spot where the sample is adsorbed and crystallized on the nanowire under reduced pressure, and energy is transmitted to the sample through the nanowire; And performing a mass analysis of the ionized substance to be analyzed.
請求項１記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 1, wherein, in the step of forming the nanowire spot, the nanowire has a diameter of 500 nm or less and a nanowire having an aspect ratio of 10 or more is allowed to grow.
請求項１記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire to be grown in the step of forming the nanowire spot is selected from the group consisting of silicon-containing single metal, oxide, carbide, nitride, phosphide, and arsenide semiconductor nanowires. Nanowire assisted mass spectrometry method.
請求項１記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 1, wherein in the step of forming the nanowire spot, the nanowire spot is formed so that an area of the nanowire spot is equal to or smaller than a laser irradiation area.
請求項１記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 1, wherein the sample includes a salt and a substance to be analyzed, and the concentration of the salt is greater than 10 mM.
請求項１または請求項５記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 1, wherein a concentration of the substance to be analyzed in the sample is included smaller than 1 femtomole.
請求項１記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 1, wherein the irradiated laser has energy larger than a band gap of a nanowire grown on the semiconductor substrate according to a type of the nanowire selected.
請求項１記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 1, wherein the mass / charge value (m / z) of ions is measured when performing mass analysis of the ionized substance.
（ａ）多数の微細なナノワイヤを含有するナノワイヤ懸濁液を形成する工程と、
（ｂ）電圧を印加することができる導電体または半導体の基板上の選択された領域に塗布された前記ナノワイヤ懸濁液を乾燥させてナノワイヤアイレット（ｉｓｌｅｔ）を形成する工程と、
（ｃ）分析しようとする物質を含む前記試料を前記ナノワイヤスポットに配置し、乾燥により結晶化させる工程と、
（ｄ）前記基板に電圧を印加した状態で、減圧下で前記試料が前記ナノワイヤに吸着及び結晶化した前記ナノワイヤスポット上に同時にレーザーを照射して、前記ナノワイヤを通してエネルギーを前記試料に伝達して、前記イオン化された分析しようとする物質の質量分析を行う工程と
を有するナノワイヤ支援質量分析方法。 A method for nanowire-assisted mass spectrometry of a sample by desorption / ionization using a laser as an energy source,
(A) forming a nanowire suspension containing a number of fine nanowires;
(B) drying the nanowire suspension applied to selected areas on a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied to form a nanowire eyelet;
(C) placing the sample containing the substance to be analyzed in the nanowire spot and crystallizing by drying;
(D) In a state where a voltage is applied to the substrate, a laser is simultaneously irradiated onto the nanowire spot where the sample is adsorbed and crystallized on the nanowire under reduced pressure, and energy is transmitted to the sample through the nanowire. And a step of performing mass analysis of the ionized substance to be analyzed.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 In the step of forming the nanowire eyelet, the semiconductor substrate on which the nanowires are grown is placed in a volatile solution, and then the nanowire is separated from the semiconductor substrate by applying an ultrasonic wave to the volatile solution. The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein the nanowire suspension is formed as a mixed state having nanowires.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein, in the step of forming the nanowire suspension, the nanowire has a diameter of 500 nm or less and an aspect ratio of 10 or more.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire according to claim 9, wherein in the step of forming the nanowire suspension, the nanowire is selected from the group consisting of a single metal containing silicon, an oxide, a carbide, a nitride, a phosphide, and an arsenide semiconductor nanowire. Assisted mass spectrometry method.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein, in the step of forming the nanowire eyelet, the nanowire suspension is formed by spraying a selected region on the semiconductor substrate.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein, in the step of forming the nanowire eyelet, the nanowire spot is formed so that an area of the nanowire spot is equal to or smaller than a laser irradiation area.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein the sample includes a salt and a substance to be analyzed, and the concentration of the salt is greater than 10 mM.
請求項９または請求項１５記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9 or 15, wherein a concentration of the substance to be analyzed in the sample is contained less than 1 femtomole.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein the laser to be irradiated has energy larger than a band gap of a nanowire grown on the semiconductor substrate according to a type of the nanowire selected.
請求項９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 9, wherein the mass / charge value (m / z) of ions is measured when performing mass spectrometry of the ionized substance.
（ａ）多数の微細なナノワイヤと分析しようとする物質を含有する試料溶液を混合してナノワイヤ懸濁液を形成する工程と、
（ｂ）電圧を印加することができる導電体または半導体の基板上の選択された領域に塗布された前記ナノワイヤ懸濁液を乾燥させて、ナノワイヤと前記ナノワイヤに吸着及び結晶化した試料を有するナノワイヤアイレット（ｉｓｌｅｔ）を形成する工程と、
（ｃ）前記基板に電圧を印加した状態で、減圧下で前記ナノワイヤアイレット上に同時にレーザーを照射して、前記ナノワイヤを通してエネルギーを前記試料に伝達して、前記イオン化された分析しようとする物質の質量分析を行う工程と
を有するナノワイヤ支援質量分析方法。 A method for nanowire-assisted mass spectrometry of a sample by desorption / ionization using a laser as an energy source,
(A) mixing a number of fine nanowires with a sample solution containing a substance to be analyzed to form a nanowire suspension;
(B) A nanowire having a nanowire and a sample adsorbed and crystallized on the nanowire by drying the nanowire suspension applied to a selected region on a conductor or semiconductor substrate to which a voltage can be applied. Forming an eyelet;
(C) In a state where a voltage is applied to the substrate, a laser is simultaneously irradiated onto the nanowire eyelet under reduced pressure, energy is transmitted to the sample through the nanowire, and the ionized substance to be analyzed A nanowire-assisted mass spectrometry method comprising: a step of performing mass spectrometry.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19, wherein in the step of forming the nanowire suspension, the nanowire has a diameter of 500 nm or less and an aspect ratio of 10 or more.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire according to claim 19, wherein in the step of forming the nanowire suspension, the nanowire is selected from the group consisting of a single metal containing silicon, an oxide, a carbide, a nitride, a phosphide, and an arsenide semiconductor nanowire. Assisted mass spectrometry method.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19, wherein the sample includes a salt and a substance to be analyzed, and the concentration of the salt is greater than 10 mM.
請求項１９または請求項２２記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19 or 22, wherein the concentration of the substance to be analyzed in the sample is contained less than 1 femtomole.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19, wherein in the step of forming the nanowire eyelet, the nanowire suspension is formed by spraying a selected region on the semiconductor substrate.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19, wherein the nanowire spot is formed so that an area of the nanowire spot is equal to or smaller than a laser irradiation area.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19, wherein the irradiated laser has an energy greater than the band gap of the nanowire grown on the semiconductor substrate, depending on the type of nanowire selected.
請求項１９記載のナノワイヤ支援質量分析方法。 The nanowire-assisted mass spectrometry method according to claim 19, wherein the mass / charge value (m / z) of ions is measured when performing mass spectrometry of the ionized substance.
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